精子走化性における誘引物質の鞭毛運動制御機構の解明

• Project/Area Number: 16687003
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Animal physiology/Animal behavior
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 吉田 学 東京大学, 大学院理学系研究科, 講師 (60301785)
• Project Period (FY): 2004 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥30,290,000 (Direct Cost: ¥23,300,000、Indirect Cost: ¥6,990,000); Fiscal Year 2006: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2005: ¥10,660,000 (Direct Cost: ¥8,200,000、Indirect Cost: ¥2,460,000); Fiscal Year 2004: ¥14,170,000 (Direct Cost: ¥10,900,000、Indirect Cost: ¥3,270,000)
• Keywords: 受精 / 精子 / 卵 / 鞭毛運動 / 精子誘引物質 / ユウレイボヤ / 走化性 / シグナル伝達機構

Research Abstract

カタユウレイボヤを主な材料として、精子活性化・誘引物質(SAAF)がもたらす精子運動活性化と走化性反応の分子機構を調べるとともに、ヒト・マウス等の哺乳類精子が卵及び精漿由来成分にどの程度に運動調節を受けるか、基礎的な研究を行っている。
1)SAAF受容体の同定:昨年に引き続きSAAF受容体の精製を行った。SAAFアフィニティカラムを作成し、精子細胞膜画分のタンパク質より精製を試みたところ、約300kDaのタンパク質がSAAFと相互作用することが判った。現在アミノ酸配列の同定を行っている。
2)SAAFによる精子鞭毛運動調節機構の解析:運動中精子のイメージングを行う蛍光顕微鏡装置の開発を行い、LEDストロボ照明を用いて毎秒50コマ、1コマ1ミリ秒の速度でイメージングを行うことを可能とした。そして卵より精子誘引物質が精製、同定されているカタユウレイボヤにおいて、走化性時の精子鞭毛運動について詳細な運動解析と細胞内カルシウムイメージングを行い、鞭毛内のカルシウム濃度の一過的な上昇が鞭毛打の対称性を調節し走化性行動を引き起こすことを発見した。
3)哺乳類における精子鞭毛運動調節機構の解析:マウスを用いて、精子運動に対する精嚢腺由来物質の阻害効果を研究している。昨年度我々が同定したマウス精子受精能破壊因子セメノクロチンによる精子の受精能阻害機構を調べるため、本年度はセメノクロチンの精子上の受容体を探索した。その結果、セメノクロチン受容体は脂質構成成分であるガングリオシドGMIであることを明らかとした。

Research Products

• [Journal Article] Seminal vesicle protein, secretion 2 (SVS2) controls mouse sperm fertility. (2007)
  • Author(s): Kawano N, Yoshida M
  • Journal Title: Biology of Reproduction 76 Pages: 353-361
• [Journal Article] State-of-art Methodology of Marine Natural Products Chemistry : Structure Determination with Extremely Small Sample Amounts. (2006)
  • Author(s): Murata M, Oishi T, Yoshida M
  • Journal Title: Antifouling Compounds.(Series : Progress in Molecular and Subcellular Biology) 42 Pages: 203-220
• [Journal Article] Na^+/Ca^<2+> exchanger modulates.the flagellar wave pattern for the regulation of motility activation and chemotaxis in the ascidian spermatozoa. (2006)
  • Author(s): Shiba K, Marian T, Krasznai Z, Baba S, Morisawa M, Yoshida M
  • Journal Title: Cell Motility and the Cytoskeleton 63 Pages: 623-632
• [Journal Article] Cytosolic inositol 1,4,5-trisphosphate dynamics during intracellular calcium oscillations in living cells. (2006)
  • Author(s): Matsu-ura T, Michikawa T, Inoue T, Miyawaki A, Yoshida M, Mikoshiba K
  • Journal Title: Journal of Cell Biology 173 Pages: 755-765
• [Journal Article] 精子の活性化・走化性機構 (2006)
  • Author(s): 森澤正昭, 吉田 学
  • Journal Title: 新編精子学 Pages: 94-115
• [Journal Article] State-of-art Methodolo gy of Marine Natural Products Chemistry: Structure Determination with Extremely Small Sample Amounts. (2006)
  • Author(s): Murata, M., Oishi, T., Yoshida, M.
  • Journal Title: "Antifouling Compounds." (Series: Progress in Molecular and Subcellular Biology, Vol.42) (In press)
• [Journal Article] Activation of Motility and Chemotaxis in the Spermatozoa: from invertebrates to humans. (2005)
  • Author(s): Morisawa, M., Yoshida, M.
  • Journal Title: Reproductive Medicine and Biology 4 Pages: 101-114
  • NAID: 10015654465
• [Journal Article] ユウレイボヤ精子の運動調節機構 (2005)
  • Author(s): 柴 小菊, 吉田学
  • Journal Title: 号外海洋 41 Pages: 98-104
• [Journal Article] Activation of Motility and Chemotaxis in the Spermatozoa : from invertebrates to humans. (2005)
  • Author(s): Morisawa, M., Yshoda, M.
  • Journal Title: Reproductive Medicine and Biology 4(印刷中)
• [Journal Article] Calmodulin/Calmodulin-dependent protein kinase II mediates SAAF-induced motility activation of ascidian sperm. (2004)
  • Author(s): Nomura, M., Yoshida M., Morisawa, M.
  • Journal Title: Cell Motility and the Cytoskeleton 59 Pages: 28-37
• [Journal Article] Fertilization and sperm chemotaxis in ascidians. (2004)
  • Author(s): Yoshida, M.
  • Journal Title: Methods in Molecular Biology 253 Pages: 13-15
• [Journal Article] Synthesis and identification of an endogenous sperm activating and attracting factor isolated from ascidian Ciona intenstinalis ; an examples of nanomolar-level structure elucidation of novel natural compound. (2004)
  • Author(s): Oishi T, Tuchikawa, H., Murata, M., Yoshida, M., Morisawa, M.
  • Journal Title: Tetrahedron 60 Pages: 6971-6980
• [Journal Article] 受精のしくみを探る新しい研究 (2004)
  • Author(s): 森沢正昭, 吉田 学, 東郷 建
  • Journal Title: 遺伝 58 Pages: 30-36
• [Journal Article] 精子の走化性応答のしくみ (2004)
  • Author(s): 吉田 学
  • Journal Title: 生化学 76 Pages: 45-50